Ćwiczenie nr 23	Temat ćwiczenia: Symulacja pracy elektrowni jądrowej PWR
Nr zespołu:	Wydział, rok, grupa:	Data:
Nazwisko i imię:	Ocena
	Teoria	Wykonanie ćwiczenia
1. Joanna Krakowiak
2. Magdalena Papka
Elementy układu: Stanowisko komputerowe z zainstalowanym symulatorem PCTran

I. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia była symulacja pracy elektrowni jądrowej PWR.

II. Wyniki pomiarów:

Część I. Zapoznanie się z symulatorem.

Tabela 1.

Zmienna	Jednostka	Wartość
Moc reaktora	MW	1803,7
Względna moc reaktora	%	100,2
Średnia temperatura czynnika chłodzącego	⁰C	301
Średnia temperatura paliwa	⁰C	789,7
Średnia temperatura koszulek paliwowych	⁰C	320,5
Przepływ czynnika chłodzącego w obiegu „A”	t/hr	15265
Temperatura chłodzącego na wejściu – obieg „A”	⁰C	281,5
Temperatura chłodzącego na wyjściu – obieg „A”	⁰C	320,5
Przepływ czynnika chłodzącego w obiegu „B”	t/hr	15265
Temperatura chłodzącego na wejściu – obieg „B”	⁰C	281,5
Temperatura chłodzącego na wyjściu – obieg „B”	⁰C	320,5
Poziom wody w generatorze pary „A”	%	50
Poziom wody w generatorze pary „B”	%	50
Ciśnienie pary w generatorze pary „A”	Kg/cm^2	55
Ciśnienie pary w generatorze pary „B”	Kg/cm^2	55
Ciśnienie pary w regulatorze ciśnienia	Kg/cm^2	155
Poziom wody w generatorze ciśnienia	%	56,4
Moc grzania w regulatorze ciśnienia	kW	12,4
Wypływ pary z generatora pary „A”	t/hr	1772,2
Wypływ pary z generatora pary „B”	t/hr	1772,2
Dopływ wody do generatora pary „A”	t/hr	1772,2
Dopływ wody do generatora pary „B”	t/hr	1772,2

Im większy strumień pary wodnej wprowadzany do turbiny, tym większa ilość wody, która zostanie skroplona i skierowana do układu chłodzenia reaktora. Para wodna, która dochodzi do turbiny, zostaje następnie skroplona w skraplaczu. Jeśli dostarczymy większą ilość pary, większa jej ilość zostanie zamieniona na wodę, która będzie chłodziła reaktor.

Temperatura wody wychodzącej z reaktora jest znacznie wyższa niż temperatura wody wchodzącej, ponieważ w trakcie trwania procesu spalania paliwa zwiększa się temperatura w reaktorze, co z kolei powoduje wzrost temperatury wody wychodzącej. Średnia różnica temperatur wynosi 39 st. C.

Wielkość przepływu czynnika chłodzącego określana jest w jednostce [t/h] i wynosi 15265, natomiast różnica pomiędzy temperaturami wody wchodzącej a wychodzącej wynosi 39 stopni.

II. Redukcja mocy reaktora o 30% i powrót do pełnej mocy

PWNT – moc strumienia neutronów

QMWT – Całkowita moc termiczna

TAVG – średnia temperatura chłodziwa

THA – temperatura „gorącego” obiegu A

TCA – temperatura „chłodnego” obiegu A w funkcji czasu

Najniższe ciśnienie wody wynosiło ok. 51 [kg/cm³]. Wystąpiło po obniżeniu mocy reaktora do 30 %. Praca reaktora została ustabilizowana. Przy podniesieniu mocy z powrotem do 100 % i pracy na pełnej mocy nastąpił wzrost ciśnienia do ponad 66 [kg/cm³]. Na symulacji zaobserwowano włączenie dysz rozpylacza wody w obiegu pierwotnym.

W momencie redukowania mocy zmieniło się wiele czynników. Zarówno temperatura gorącego jak i zimnego obiegu spadła do blisko 309 st. C. Zmieniły się również przepływy wody zasilającej do generatorów pary. W obu przypadkach wartości spadły. Zmieniło się również ciśnienie, które osiągało w momencie spadku mocy mniejsze wartości.

W momencie przywracania mocy do 100 % wszystkie wymienione powyżej czynniki zaczęły wzrastać aż do osiągniecia wartości z przed obniżenia mocy. Zmiana poszczególnych parametrów nie była gwałtowna, natomiast zmieniała się płynnie wraz z upływem czasu pracy elektrowni.

Rys. Moc reaktora 100 %.

Rys. Redukcja mocy reaktora o 30 %.

IV. Wyłączanie reaktora

Na podstawie powyższych wykresów można stwierdzić, że wraz z upływem czasu spada zarówno moc strumienia neutronów jak i całkowita moc termiczna. Wartości określające średnią temperaturę chłodziwa i przepływy pary z generatorów, również dążą do osiągnięcia najniższych wartości. Można zauważyć, że w każdym przypadku wartości zachowują się podobnie – wykazują podobne spadki na wykresach.

Rys. Redukcja mocy do 75 %.

Rys. Redukcja mocy do 50 %.

Rys. Redukcja mocy do 25 %.

Rys. Redukcja mocy do minimum.

V.

Awaryjne wyłączanie reaktora i obserwacja wydzielania ciepła powyłączeniowego

Obciążenie turbiny po awaryjnym wyłączeniu reaktora zostało zobrazowane na wykresie powyżej. Można zaobserwować nagły spadek obciążenia, który nastąpił w chwili wyłączenia reaktora. Wartość po wyłączeniu utrzymywała się do końca wygaszania reaktora.

Podczas awaryjnego wyłączenia przepływ czynnika chłodzącego gwałtownie wzrósł. Utrzymywał zwiększone wartości jeszcze przez kilkadziesiąt godzin po czym zaczął stopniowo spadać po wygaszeniu reaktora. Wartości, które uzyskał na końcu są bardzo zbliżone do wartości przed awaryjnym wyłączeniem.

Rys. Awaryjne wyłączanie reaktora.

VI. Symulacja przykładowej awarii

Po wystąpieniu awarii wszystkie pręty zostały opuszczone i zaczął się proces wygaszania reaktora. Przyczyną awarii była utrata głównych pomp zasilających. Poziom wody po awaryjnym zrzuceniu prętów zaczął znacznie spadać. Jeśli woda nie byłaby dostarczana w oczekiwanej ilości, a elektrownia nie zaprzestałaby swojej pracy, mogłoby dojść do zwiększenia ciśnienia w reaktorze i rozerwania go.